Ein Team von Onkolog*innen und Transplantationschirurg*innen an der Medizinischen Universität Innsbruck nutzte die am Standort bereits erfolgreich etablierte Technik der Normothermen Maschinenperfusion (NMP), um die Biologie von Dickdarmkrebs-Lebermetastasen am lebenden Organ außerhalb des Körpers zu untersuchen. Das neuartige Krebsmodell bietet in Zukunft die Möglichkeit, neue Krebstherapien lebensnah zu testen und deren Entwicklung zu verbessern.
Die Leber ist das Organ, das am häufigsten von Tochtergeschwülsten (Metastasen) des Darmkarzinoms – der zweithäufigsten krebsbedingten Todesursache weltweit – besiedelt wird. Die genauen Entstehungsmechanismen dieser mit einer schlechten Prognose verbundenen Ableger des Primärtumors sind bisher nicht ausreichend erforscht. Noch fehlen Krebsmodelle, an denen kolorektale Lebermetastasen und damit die Tumorbiologie unter möglichst realen Bedingungen in menschlichen Organen untersucht werden können.
Onkologie trifft Transplantationsmedizin
Mit den Ergebnissen einer soeben im hochrangigen Journal Molecular Cancer veröffentlichten Forschungsarbeit eines Teams um den Hämato-Onkologen Andreas Pircher und dem Transplantationschirurgen Rupert Oberhuber könnte sich das bald ändern. Die erfolgreiche und bereits mehrfach bewährte Zusammenarbeit der Forscher*innen von der Univ.-Klinik für Hämatologie und Onkologie (Direktor: Dominik Wolf) sowie der Univ.-Klinik für Viszeral-, Thorax- und Transplantationschirurgie (Direktor: Stefan Schneeberger) soll den Weg zu einem zukunftsweisenden Krebsmodell ebnen, mit dem Tumorzellen sehr nah am Menschen analysiert, neue Therapieansätze entwickelt und spezifische Behandlungen getestet werden könnten.
„Die Normotherme Maschinenperfusion (NMP) bietet die Möglichkeit, ein Organ wie die Leber außerhalb des Körpers am Leben zu erhalten – ideale Voraussetzungen, um das Verhalten und die Dynamik von Zellpopulationen zu studieren und unser Verständnis über die Umgebungsbedingungen eines Tumors und die Mechanismen der Metastasierung zu erweitern. Das haben wir uns zu Nutze gemacht“, beschreibt Andreas Pircher die vorteilhaften Rahmenbedingungen am Standort.
Im Zuge der Innsbrucker Forschungsarbeit wurden im Zeitraum von fünf Jahren sechs Lebern bzw. Leberteile, die im Rahmen von Tumoroperationen oder einer Lebertransplantation entnommen worden waren, mittels Normothermer Maschinenperfusion über Tage konserviert und untersucht. „Mit der Normothermen Maschinenperfusion ist es heute in der Transplantationsmedizin standardmäßig möglich, eine Leber bis zu 48 Stunden zu durchbluten und für die Implantation vorzubereiten. Für unsere Forschungszwecke gelang es, die Konservierung metastasierter Lebern auf bis zu sieben Tage auszudehnen“, berichtet Transplantationschirurg Rupert Oberhuber.
Somit konnten die Innsbrucker Forscher*innen das Verhalten der Krebszellen und deren Umgebung außerhalb des Körpers unter lebensnahen Bedingungen analysieren und neue Einblicke in eine hochkomplexe Dynamik gewinnen.
Der besondere Mehrwert dieses ex vivo Modells liegt vor allem darin, dass sich in der durchbluteten Leber die Gesamtheit aller dort vorkommenden Zellen abbilden und erforschen lässt. „In diesem vollständigen Setting konnten wir nachweisen, dass bestimmte Immunzellen – sogenannte myeloide Zellen – durch lokale Faktoren im Tumorgewebe zurückgehalten werden. Gemeint sind vor allem SPP1-positive myeloische Zellen, die in fibrotischen, sauerstoffarmen Nischen verweilen und andere Immunzellen fernhalten. Diese langlebigen Zelltypen dürften das Tumorwachstum fördern und mit einer schlechteren Prognose bei Darmkrebs verbunden sein“, beschreibt Erstautor Manuel Trebo eine zentrale Erkenntnis. Um die zelluläre Zusammensetzung des Tumors im durchbluteten Organ über die Zeit charakterisieren zu können, nutzten die Innsbrucker Forscher*innen modernste Omics-Technologien wie Einzelzell-RNA-Sequenzierung und Spatial Transcriptomics. Damit konnten die verschiedenen Zelltypen im Tumorgewebe nicht nur identifiziert, sondern auch lokalisiert werden – wichtige Hinweise, um die komplexe Tumorbiologie darstellen und für zukünftige Therapieforschung einsetzen zu können.
Mit der Verknüpfung der hier angewandten innovativen Technologien liefern die Innsbrucker Forscher*innen erstmals eine Basis für die Funktionsfähigkeit und Tauglichkeit der Normothermen Maschinenperfusion als innovatives ex vivo Tumormodell. Eine Validierung dieser Ergebnisse muss in weiteren Studien erfolgen.
Die Forschungsarbeit wurde mit Drittmitteln aus dem 1000-Ideen-Programm des FWF sowie der Tiroler Wissenschaftsförderung durchgeführt.
Quelle: Pressemitteilung der Medizinischen Universität Innsbruck vom 22. Oktober 2025
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